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浊点萃取分光光度法测定大米中的铅含量

更新时间:2009-03-28

铅是一种灰白色有害金属元素,属于重金属中的一种,长期过量摄入可导致人体慢性中毒.铅中毒是一种蓄积性中毒,人体内铅含量逐渐累积可能会引起造血、肾脏及神经系统的损伤,甚至会对人体的消化系统、生殖系统和神经系统造成严重的影响[1-2].目前,对于铅离子的检测和定量分析方法有很多种,但是由于大米中的铅含量比较低,用常规的检测方法已不能有效测定,所以需要对铅离子进行预先分离和富集.浊点萃取法(CPE)是近几年比较常用的一种环保型液-液萃取技术[3-6],该技术主要以非离子型表面活性剂胶束水溶液的溶解性和浊点现象为基础,通过改变实验参数(如温度、pH、时间等)从而引发相分离,将疏水性物质从水相中分离.相比于传统的液-液萃取法,浊点萃取法具有很多优点[6-9].测定痕量铅的方法有很多,包括火焰原子吸收光谱法[10]、酸溶-电感耦合等离子发射光谱法[11]、石墨炉原子吸收光谱法[12]、双硫腙比色法[13]、分光光度法[14]等.本文采用浊点萃取-分光光度法对大米中的铅含量进行了测定.

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

722N可见分光光度计(上海仪电分析仪器有限公司);TG16-WS台式高速离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司);pHS-3C精密酸度计(上海大普仪器有限公司);FA1004分析天平(上海天平仪器厂);TKA-GenPure UV-TOC/UF型超纯水制备仪(德国TKA公司);DF-Ⅱ数显集热式磁力搅拌器(金坛市杰瑞尔电器有限公司);KSW电炉温度控制器(北京中兴伟业仪器有限公司);KQ-100B型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司).

此后许多年,釜溪河上出现了一个被时间遗忘的摆渡人。他刚到那里的时候,就像在一幅乡村画上突然坠落一滴墨,大家千方百计想把它擦除,但在所有努力都宣告失败以后,人们对此也就习以为常,久而久之,那粒飞来之墨也成了画的一部分。

Pb(NO3)2(天津市耀华化学试剂有限责任公司)配成含Pb(II) 1mg/mL 的贮备液, 用水逐级稀释成含Pb(II) 10 μg/mL的工作溶液;Triton X-114(AR,阿拉丁)配成2%的水溶液;5-Br-PADAP (AR,江南结)配成5×10-3 mol/mL的乙醇溶液; pH=10.00的硼酸-氢氧化钠缓冲溶液;其余试剂均为分析纯,实验用水为超纯水.

市售大米:105 ℃下烘干,冷却,粉碎,冰箱中保存备用.

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理

采用干式灰化法[15]处理大米样品.称取处理过的大米5.0000 g于100 mL瓷坩埚中,炭化至不再冒烟,于马弗炉内650 ℃灰化5~6 h成灰白色粉末,冷却至室温,加5 mmol/L的稀硝酸溶解,用超纯水稀释至5 mL,保存备用.

在保持其他实验条件不变的情况下,按照1.2.2实验方法考察表面活性剂Triton X-114的用量对络合物吸光度的影响,实验结果如图3所示.由图3可见:当表面活性剂的用量为0.70~1.00 mL时的吸光度变化不大.本实验选取表面活性剂的用量为0.70 mL.

按照实验方法,固定其他条件不变,分别考察硼酸-氢氧化钠缓冲溶液的pH值及其用量对吸光度的影响,实验结果如图4和图5所示.由图4可知:随着pH值的增加吸光度逐渐增大,pH值大于10.00,其吸光度呈现下降的趋势;由图5可知:当缓冲溶液的用量为0.60 mL时对应的吸光度最大.因此,本实验选用pH=10.00的硼酸-氢氧化钠缓冲溶液0.60 mL.

2 结果与讨论

2.1 最佳实验条件的选择

按照1.2.2实验方法,其他条件不变,只改变平衡时间,测定其吸光度,结果表明:当平衡时间为20 min时对应的吸光度最大,所以选取20 min为本实验的最佳平衡时间.

2.1.2 显色剂5-Br-PADAP用量的选择

根据1.2.2实验方法,除波长之外的其他条件不变,以试剂空白为参比,在520~610 nm范围内测定各波长对应的吸光度,从而选择最大吸收波长.以吸光度为纵坐标,波长λ为横坐标作图,如图1所示.由图1可知:该体系的最大吸收波长为570 nm,故本实验中的测量波长是570 nm.

按照1.2.2实验方法,固定其他条件不变,考察5-Br-PADAP乙醇溶液用量对络合物吸光度的影响,在波长λ=570 nm处,以试剂空白为参比测定吸光度(结果如图2所示).由图2可知:当5-Br-PADAP的用量小于1.50 mL时,络合物的吸光度随5-Br-PADAP用量的增加而逐渐增大,而当用量大于1.50 mL时吸光度逐渐减小,故本实验中显色剂5-Br-PADAP的最佳用量为1.50 mL.

2.1.4 硼酸-氢氧化钠缓冲溶液最佳pH值及其用量的选择

  

1 吸收曲线图

  

2 A~5-Br-PADAP体积V的关系图

2.1.3 表面活性剂用量的选择

1.2.2 实验方法

两组均予以血液检验,采用EDTA2钾抗凝管,抽静脉血两毫升(真空采血),,使用SYSMEX全血细胞分析仪检测,严格按SOP进行操作。

准确量取一定量的Pb(Ⅱ)标准溶液于10 mL离心管中,依次加入0.60 mL 0.1mol/L pH=10.00的硼酸-氢氧化钠缓冲溶液,0.70 mL 2% Triton X-114溶液,1.50 mL 5-Br-PADAP乙醇溶液,加超纯水稀释至10 mL,摇匀.在35℃水浴中恒温静置20 min,在转速为4000 r/min下离心10 min,倒掉上层水溶液,加无水乙醇溶解至3 mL,用1 cm比色皿在波长λ=570 nm处,以试剂空白为参比测定其吸光度.

如表1所示,原序列的ADF值大于5%临界值,不能拒绝原假设,表明原序列数据不平稳;而原序列一阶差分的ADF值小于5%临界值,可以拒绝原假设,故可认为是平稳序列,即ln(crmb)、ln(ix)、ln(ex)是一阶单整序列。

2.1.5 平衡温度对吸光度的影响

现阶段,我国铁路客车用活动车窗均为手动开闭式,无法实现多个车窗自动同步控制。为满足特种车辆设备安装使用要求,针对车辆运行状况及设备使用需要,全新设计了一款电控气动自动窗,其结构简单,适于小批量生产,控制性能可靠,可实现车辆时速160km/h运行状态下正常开启和关闭,满足类似铁路特种车辆的使用需要。

控制除温度以外的其他实验条件不变,根据实验方法测定相应的吸光度,从而考察温度对吸光度的影响,实验结果表明:吸光度随着平衡温度的升高逐渐增大,当温度升高到35 ℃时吸光度达到最大,温度继续升高则吸光度开始减小.故本实验选取35 ℃为最佳平衡温度.

2.1.6 平衡时间对吸光度的影响

2.1.1 最大吸收波长的选择

  

3 A~Triton X-114体积V的关系曲线

  

4 A~pH的关系图

  

图5 A~缓冲溶液体积V的关系图

2.2 干扰实验

在最佳实验条件且控制相对误差不大于±5%,按照1.2.2实验方法考察Na+、K+、Cl-、Mg2+、Cu2+、Al3+、Fe3+等对Pb(Ⅱ)标准溶液测定时产生的干扰.实验结果表明:在该实验条件下,Na+、K+、Cl-(500倍量),Mg2+、Cu2+(200倍量)和 Al3+、Fe3+(50倍量)时对1 mg/L Pb(Ⅱ)标准溶液的测定不产生干扰.说明本法对Pb(Ⅱ)的测定有良好的选择性.

规定锚节点和传感器节点均采用如图1所示的三方向线圈天线,图中线圈Ck(k=1,2,3)之间互相正交且圆心重合,d表示节点S与锚节点之间的距离,xyz为以锚节点为原点建立的局部坐标系,坐标轴分别对齐对应的线圈的几何轴线。采用电流源对3个发送线圈依次激励,则在节点S处分别产生磁场作用。

2.3 标准曲线的绘制

  

图6 铅的标准曲线

在离心管试管中分别加入0.01~1 mL不同体积的Pb(Ⅱ)标准溶液,按照实验方法,以试剂空白为参比,测定其吸光度A,以A为纵坐标,Pb(Ⅱ)标准溶液的浓度CPb为横坐标作图(图6).由图6可知:在0.17~2.67 μg/mL范围内,吸光度与铅的浓度呈线性关系,线性方程为A=0.1822 C-0.0190,相关系数R=0.9970.

2.4 市售大米中铅的测定

按照1.2.1样品处理方法处理市售大米,按照1.2.2实验方法测吸光度,利用标准曲线法测定大米样品中Pb(Ⅱ)的含量,平行测定6次,并进行加标回收实验,结果如表1所示.

在高职院校发展过程中,现代学徒制是其教育改革的方向,而工匠精神是高职教育的核心,因此,在具体教学中,院校应该结合实际现状,将工匠精神与现代学徒制合理的结合在一起,有效提升高职院校人才培养的效果。

根据国标GB 2715—2005粮食卫生标准规定的大米中铅含量不得高于0.2 mg/kg,故该市售大米的铅含量超标近一倍,在食用时需慎重.

 

1 市售大米中Pb含量的测定结果

  

编号测定值(μg/mL)平均值(μg/mL)RSD(%)加入量(μg/mL)测定总值(μg/mL)回收率(%)样品Pb含量(mg/kg)1234561.191.131.091.201.161.151.153.51.002.082.222.052.272.132.1495.1104.597.9102.598.699.50.39

3 结论

浊点萃取是一种安全便捷、绿色环保的分离富集痕量金属的样品预处理方法,目前已在多个领域尤其是食品工业方面得到广泛应用.以Triton X-114作为表面活性剂,价格低廉且浊点温度低,在pH=10.00的硼酸-氢氧化钠缓冲体系中5-Br-PADAP作为显色剂,能与Pb(Ⅱ)形成稳定的络合物显色,从而建立了浊点萃取分光光度法测定铅的方法.此法用于大米中铅含量的测定,其结果令人满意.

第三条路是明年开春,白天明跟苏秋琴一起去城里做生意;苏秋琴计划着明年带更多的姐妹去城里挣钱,她和姐妹们自己开洗脚屋,自己做老板。但是经过这小半年的实践,她发觉没有一两个男人在身边还真的不行,容易被不三不四的城里小流氓欺侮和敲诈。她要白天明和张翔去保护她们,做她们的保镖。

参 考 文 献

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孙亚南,段宁鑫,叶梦颖,宋梦妍,樊聪聪,包晓玉
《南阳师范学院学报》2018年第03期文献

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